বর্ণালী সৃষ্টির কারণ
বৃষ্টির সময় আকাশের গায় কখনো কখনো রামধনু দেখা যায়। বৃষ্টি বিন্দুর মধ্যে দিয়ে সূর্য রশ্মির বিচ্ছুরণের ফলে সূর্যের বিপরীত দিকের আকাশে রামধনু সৃষ্টি হয়। তাই সকালে পশ্চিমাকাশে এবং বিকালে পূর্ব আকাশে রামধনু ওঠে। 1966 খ্রিস্টাব্দে বিজ্ঞানী নিউটন দেখেন যে সূর্যের রশ্মিকে প্রিজমের প্রতিসারক তলে আপতিত করলে সূর্যের রশ্মি সাতটা বিভিন্ন রঙের রশ্মিতে বিভক্ত হয়। একটি সাদা আলোকরশ্মি 7 টি বিভিন্ন বর্ণের আলোর রশ্মির মিশ্রণ। বিভিন্ন রঙের আলোকরশ্মির ক্ষেত্রে কাচের প্রতিসরাঙ্ক ও বিভিন্ন হয়। সেই জন্য ওই সাদা আলোকরশ্মির অন্তর্ভুক্ত ভিন্ন ভিন্ন ধরনের রশ্মি প্রিজমের মধ্য দিয়ে প্রতিসৃত হলে বিভিন্ন কোনে চ্যুত হয়, ফলে সাদা রং সাতটা বিভিন্ন বর্ণ বিশিষ্ট হয়ে যায়।
আলোক রশ্মির বিচ্ছুরণ কাকে বলে
সাদা আলো এইভাবে প্রিজমের মতো প্রতিসারক মাধ্যমের মধ্য দিয়ে প্রতিসরণের ফলে বিশ্লিষ্ট হয়ে সাতটি বিভিন্ন বর্ণের আলোকগুচ্ছে পরিনত হওয়ার ঘটনতনাক আলোক রশ্মির বিচ্ছুরণ বলে।
আলোক রশ্মির বিচ্ছুরণের পরীক্ষা
অন্ধকার ঘরে অসচ্ছ পর্দার একটি সূক্ষ্ম ছিদ্রের মধ্য দিয়ে সাদা আলো বা সূর্যের রশ্মিকে একটি কাচের প্রিজমের প্রতিসারক তলের উপর ফেললে ওই রশ্মি প্রিজমের মধ্য দিয়ে প্রতিসৃত হয়ে বিভিন্ন বর্ণে বিভক্ত হয়ে পড়ে। রশ্মিগুলি একটি রঙিন পটির সৃষ্টি করে। ওই পটিকে বর্ণালী বলে। এই রঙিন পটির রশ্গুতিলোকে পরপর সাজালে যথাক্রমে বেগুনি, গাঢ় নীল, আকাশ নীল, সবুজ, হলুদ, কমলা, ও লাল বর্ণের ক্রমটি পাওয়া যায়।
সূর্য রশ্মি থেকে উৎপন্ন বর্ণালীকে সৌর বর্ণালী বলা হয়। রামধনু একটি প্রাকৃতিক সৌর বর্ণালী।
সৌর বর্ণালী
সৌর বর্ণালীতে 7 টি রং থাকে তাদের প্রতি বর্ণের ইংরেজি নামের অক্ষরকে নিয়ে ক্রমানুসারে সাজালে VIBGYOR শব্দটি পাওয়া যায়। বাংলাতেও একটি অনুরুপ শব্দের সৃষ্টি হয়। একে বেনীআসহকলা বলে।
বর্ণালী কি বা কাকে বলে (সংজ্ঞা)
প্রিজম থেকে নির্গত আলোকরশ্মিকে একটি সাদা পর্দায় ফেললে, পর্দায় ওই সাতটা বিভিন্ন রঙের আলোর রশ্মি দিয়ে তৈরি যে রঙিন পটি পাওয়া যায়, তাকে বর্ণালী বলে।
বর্ণালী কত প্রকার এবং কি কি
বর্ণালী মূলত দুই প্রকারের হয় যথা
১. অশুদ্ধ বর্ণালী এবং
২ বিশুদ্ধ বর্ণালী (শুদ্ধ বর্ণালী)
১. অশুদ্ধ বর্ণালী কি বা কাকে বলে ( সংজ্ঞা)
সাধারণভাবে সাদা আলোকরশ্মি প্রিজম দ্বারা বিচ্যুত হয়ে পর্দায় যে আলোক পটি গঠন করে তাকে অশুদ্ধ বর্ণালী বলে।
এই বর্ণালীকে অশুদ্ধ বলার কারণ হলো-
এই বর্ণালীর প্রত্যেকটি বর্ণই তার পরবর্তী বর্ণের সঙ্গে মিশে থাকে অর্থাৎ বর্ণালীর সাত রংকে আলাদাভাবে পর্দার উপর দেখা যায় না। আকাশে আমরা যে রামধনু দেখি তা সূর্যালোকের অশুদ্ধ বর্ণালী।
বিশুদ্ধ বর্ণালী কাকে বলে ( সংজ্ঞা)
যে বর্ণালীতে প্রত্যেকটি বর্ণকে স্পষ্ট এবং পৃথকভাবে দেখা যায় এবং বিভিন্ন বর্ণ পৃথক পৃথক স্থান দখল করে থাকে তাকে বিশুদ্ধ বর্ণালী বলে।
বিশুদ্ধ বর্ণালী গঠন
মনে করি, উত্তল লেন্স L এর ফোকাস O এবং সাদা আলোর একটি রশ্মিগুচ্ছ সূক্ষ্ম ছিদ্রপথে O থেকে এসে লেন্সটির উপর আপতিত হয়েছে। লেন্স থেকে প্রতিসরণের পর ওই আলোর রশ্মিগুলি সমান্তরাল রশ্মিগুচ্ছে পরিণত হয়ে ABC প্রিজমের AB প্রতিসারক তলে আপতিত হল। প্রিজমটি হলুদ বর্ণের রশ্মির ন্যূনতম চ্যুতির অবস্থানে রাখা আছে। এই অবস্থায় সাদা আলোকরশ্মিগুচ্ছ প্রিজম দ্বারা বিচ্যুত হবে এবং যে কোন বর্ণের রশ্মিগুলি পরস্পর সমান্তরাল ভাবে প্রিজম থেকে নির্গত হবে। পরে ওই সমানতরাল রশ্মির উৎস অপর একটি উত্তর লেন্স L1 থেকে প্রতিসৃত হয়ে ফোকাস তলের উপর পাশাপাশি কিন্তু ভিন্ন ভিন্ন জায়গায় মিলিত হবে। তখন ওই প্রকাশ তাহলে একটি সাদা পর্দা S কে রাখলে বিভিন্ন ধরনের রশ্মিগুলি ওই পর্দার উপর পৃথক পৃথকভাবে সজ্জিত হয়ে পর্দায় বিশুদ্ধ বর্ণালী RV গঠন করবে।
বিশুদ্ধ বর্ণালী গঠনের শর্ত
কয়েকটি বিশেষ শর্ত মেনে বিশুদ্ধ বর্ণালী গঠিত হয়। নিচে বিশুদ্ধ বর্ণালী গঠনের শর্তগুলি আলোচনা করা হলো-
১. আলোক রশ্মি নির্গমনের ছিদ্রপথটি সুক্ষ্ম হতে হবে। তা না হলে আলোকরশ্মি অশুদ্ধ বর্ণালী সৃষ্টি করবে।
২. ছিদ্রটি কে প্রথম লেন্সটির (L) ফোকাসে রাখতে হবে, যাতে লেন্সটি থেকে নির্গত রশ্মিগুচ্ছ সমান্তরাল হয়।
৩. প্রিজম থেকে হলুদ বর্ণের রশ্মির ন্যূনতম চ্যুতির অবস্থানে রাখতে হবে। হলুদ বর্ণের রশ্মির প্রতিসরাঙ্ক সমস্ত বর্ণের আলোর প্রতিসরাঙ্কের গড় বলে হলুদ বর্ণকে বর্ণালীর মধ্য বর্ণ বলা হয়। ফলে প্রিজমটিকে মধ্য বর্ণটির ন্যূনতম চ্যুতিতে স্থাপন করলে অন্য বর্ণগুলি তখন ন্যূনতম চ্যুতির সবচেয়ে কাছে থাকে।
৪. দ্বিতীয় লেন্স (L1) কে এমন অবস্থানে রাখতে হবে যেন লেন্সের ফোকাস তল পর্দার উপর পড়ে। এর ফলে বিভিন্ন বর্ণের সমান্তরাল রশ্মিগুলি পর্দার উপর পৃথক পৃথক জায়গায় কেন্দ্রীভূত হবে।
মৌলিক ও পরিপূরক বর্ণ কাকে বলে
মৌলিক বর্ণ কি (সংজ্ঞা)
বর্ণালীর সাতটা বিভিন্ন বর্ণের মধ্যে (বেনীআসহকলা) তিনটি বিশেষ বর্ণকে নির্দিষ্ট অনুপাতে মিশিয়ে যে কোন বর্ণ সৃষ্টি করা যায়। এই তিনটি বিশেষ বর্ণ হল লাল সবুজ এবং আকাশ নীল। যেমন লাল + সবুজ = হলুদ; আকাশী নীল + সবুজ = গাঢ় নীল। এই কারণে ওই বর্ণনাটিকে মৌলিক বা প্রাথমিক বর্ণ বলে। অন্যান্য বর্ণগুলোকে উপযুক্ত পরিমাণে মেশালেও এই বর্ণগুলি তৈরি করা যায় না।
পরিপূরক বর্ণ কাকে বলে ( সংজ্ঞা)
বর্ণালী সাতটি রংএর মধ্যে একটি রংকে বাদ দিয়ে অন্যান্য রঙের মিশ্রণে যে বর্ণের সৃষ্টি হবে তার সঙ্গে বাদ দেওয়া রং মেশালে সাদা বর্ণ পাওয়া যায়। এই বর্ণ দুটিকে পরস্পরের পরিপূরক বর্ণ বলে। যেমন হলুদ বাদে বাকি ছয়টি রংকে মিশিয়ে গাঢ় নীল রং পাওয়া যায়। গাঢ় নীল রঙের সঙ্গে হলুদ রং মিশে সাদা রং উৎপন্ন করে। তাই গাঢ় নীল এবং হলুদ বর্ণ দুটিকে পরস্পরের পরিপূরক বর্ণ। আবার কমলা এবং আকাশী নীল বর্ণ দুটিকে পরস্পরের পরিপূরক বর্ণ।
বর্ণালী সম্পর্কিত প্রশ্নোত্তর
রঙিন পদার্থের মধ্যে আলো শোষণ (লাল ফুল লাল দেখায় কেন)
আমরা বিভিন্ন রঙের যে বস্তুগুলিকে দেখি সেই সব বস্তু সাদা আলো থেকে তাদের নিজের নিজের রংয়ের রশ্মিগুলো ছাড়া অন্যসব রশ্মিগুলোকে শোষণ করে নেয়। বস্তুটি যে রঙের রশ্মিকে শোষণ করতে পারে না, বস্তুটি সেই রংকে প্রতিফলিত করায় আমরা বস্তুটিকে ওই বিশেষ রংযুক্ত দেখে থাকি। যেমন লাল ফুল সাদা আলোর লাল রংয়ের রশ্মি ছাড়া অন্যসব রশ্মিকে শোষণ করে নেয় এবং লাল রংটি প্রতিফলিত করে , তাই লাল ফুলকে আমরা লাল দেখি।
কোন বস্তুকে আমরা তার নিজস্ব রঙে কিভাবে দেখি
সাদা আলোর মধ্যে সাতটা বর্ণ আছে। কোন বস্তুর উপর সাদা আলো পড়লে ঐ বস্তুর রং এছাড়া অন্য সব রঙগুলি বস্তুটি শোষণ করে নেয় এবং এই রঙটিকে প্রতিফলিত করে। ফলে আমরা ওই রঙের বস্তুকে দেখতে পাই।
যদি বস্তুটির সাদা আলোর কোন রং কে শোষণ না করে সবকটি রংএর রশ্মিকে প্রচলিত করে, তবে বস্তুটিকে সাদা দেখায়। কিন্তু বস্তুটির সাদা আলোর সাতটি রংকে শোষণ করে নিলে আমরা বস্তুটিকে কাল দেখব। সবুজ কাচের উপর সাদা আলো ফেললে কাঁচের ভেতর দিয়ে সবুজ আলো বেরিয়ে আসে এবং অন্যান্য রংয়ের আলো শোষিত হবে। ফলে আমরা ওই সবুজ রং কে দেখতে পাবো।
আকাশকে নীল দেখায় কেন
সূর্যরশ্মি যখন বায়ুমণ্ডলের ভিতর দিয়ে আসে, তখন ওই রশ্মি বাতাসের সূক্ষ্ম ধূলিকণা দ্বারা বিক্ষিপ্ত হয়ে চারিদিকে ছড়িয়ে পড়ে। সূর্য রশ্মির সাতটা বর্ণের আলোকরশ্মি এর মধ্যে নীল বর্ণের আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য সবথেকে কম। ফলে নীল রঙের আলোর বিক্ষেপণ বেশি হয়। তাই নীল বর্ণের আলোকরশ্মি বায়ু মণ্ডলের বিরাট স্তর ভেদ করে আমাদের চোখে পৌঁছায় এবং আমরা আকাশকে নীল দেখি।
নীল কাচের ভিতর দিয়ে দেখলে সাদা ও লাল ফুলের রং কেমন দেখায়
নীল কাচের মধ্য দিয়ে সাদা ফুলকে দেখলে ফুলটির রং নীল দেখাবে। কারণ সাদা ফুল থেকে প্রতিফলিত আলোকরশ্মি নীল কাছে পড়লে নীল কাঁচ সাদা আলো থেকে নীল রঙের রশ্মি ছাড়া অন্যান্য সব রঙের রশ্মিকে শোষণ করে নেয়। ফলে সাদা ফুলটিকে নীল দেখায়।
নীল কাচের ভিতর দিয়ে লাল ফুলকে দেখলে ফুলটি কালো দেখাবে। কারণ নীল কাঁচ লাল আলোর রশ্মিকে শোষণ করে নেয় ফলে লাল ফুলটি কালো দেখায়।
প্রিজমের পরিবর্তে আয়তঘনকাকার আকৃতির কাচ ব্যবহার করে আলোর বিচ্ছুরণ ঘটানো যায় না কেন
প্রিজমের পরিবর্তে একটি আয়তঘনক আকৃতির কাচ দন্ড এর মধ্য দিয়ে আলো প্রতিসৃত হলে ওই আলোর বিচ্ছুরণ ঘটে না। কারণ কাজ দন্ডটির প্রথম তলে আলোর প্রতিসরণ ঘটে বিভিন্ন রঙের আলোর যে পরিমাণ চ্যুতি ঘটে, বিপরীত হলে প্রতিসরণের ফলে ওই রশ্মিগুলির সমান ও বিপরীত চ্যুতির ঘটে থাকে। ফলে বিভিন্ন রঙের আলোকরশ্মি পুনরায় মিলিত হয়ে সাদা আলো গঠন করে।
প্রিজমের মধ্য দিয়ে কোন একটি নির্দিষ্ট রঙের আলো প্রতিসৃত হলে ওই রশ্মি বর্ণালী গঠন করবে কি
কোন নির্দিষ্ট বর্ণের আলো, প্রিজমের প্রতিসারক তলে আপতিত হলে প্রতিসরণের পর আপতিত রশ্মি সমান্তরালে নির্গত হয় পর্দায় একই বর্ণের পটি গঠন করবে। অর্থাৎ, পর্দায় কোন বর্ণালি পাওয়া যাবে না।
লাল আলোতে সবুজ পাতা কালো দেখায় কেন
লাল আলোতে সবুজ পাতা রাখলে সবুজ রং লাল আলোকে শোষণ করে নেয়। ফলে, সবুজ পাতা থেকে কোন আলো প্রতিফলিত হয় না। তাই লাল আলোতে সবুজ পাতা কালো দেখায়।
একটি লাল কাঁচ ও একটি নীল কাচকে একসঙ্গে রেখে ওই কাচদ্বয়ের মধ্যে দিয়ে দেখলে সূর্যকে কেমন দেখা যাবে
একটি লাল কাঁচ ও একটি নীল কাচকে একসঙ্গে রেখে ওই কাচদ্বয়ের মধ্যে দিয়ে দেখলে সূর্যকে দেখলে সূর্যকে কালো দেখাবে। কারণ সূর্য থেকে আগত রশ্মি যখন নীল কাচে এসে আপতিত হবে, তখন নীল কাজ সূর্যের সাদা আলোর নীল রশ্মি ভিন্ন অন্যান্য রঙের রশ্মিকে শোষণ করে নেবে। পরে নীল কাচের মধ্যে দিয়ে নীল রঙের রশ্মি যখন লাল কাচটিতে আপতিত হবে, তখন লাল কাচদণ্ডটি ওই নীল রঙের রশ্মিকে শোষণ করবে। ফলে ওই কাচযুগ্মের ভিতর দিয়ে দেখলে সূর্যকে কালো দেখাবে।
কাচের প্রিজমের ভিতর দিয়ে যাওয়ার সময় যৌগিক আলো বিচ্ছুরিত হয় কেন
বায়ু বা শূন্য মাধ্যম ছাড়া অন্য যে কোন মাধ্যমে বিভিন্ন রঙের আলোর বেগ বিভিন্ন হয়। এর ফলে কোন মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্ক আলোর রংএর উপর নির্ভর করে। নির্দিষ্ট কোন মাধ্যমের প্রতিসারঙ্ক বেগুনি রঙের আলোর ক্ষেত্রে সবচেয়ে বেশি এবং লাল রঙের আলোর ক্ষেত্রে সবচেয়ে কম। অন্যান্য রঙের আলোর প্রতিসারঙ্ক বেগুনি ও লাল রঙের আলোর প্রতিসরাঙ্কের মধ্যে থাকে।
বিভিন্ন রঙের আলোর প্রতিসরাঙ্কের পার্থক্যের জন্য কোন কাচের প্রিজমের মধ্য দিয়ে যৌগিক কাল যাওয়ার সময় প্রিজমের প্রথম প্রতিসারক তলে প্রতিসরণের ফলে বিভিন্ন বর্ণের আলোয় বিভক্ত হয়ে পড়ে। পরে বিভিন্ন বর্ণের আলোকরশ্মিগুলি প্রিজমের দ্বিতীয় প্রতিসারক তল থেকে প্রতিসৃত হওয়ায় প্রতিসৃত রশ্মিগুলির চ্যুতির পরিমাণ বাড়ে। ফলে, প্রিজম থেকে নির্গত বিভিন্ন প্রতিশ্রুত রশ্মি গুলি একটি অপরটির থেকে দূরে সরে গিয়ে যৌগিক আলোর বিচ্ছুরণকে স্পষ্ট করে তোলে। এই জন্য কাচের প্রিজমের ভিতর দিয়ে যৌগিক আলো প্রতিসৃত হলে বিচ্ছুরিত হয়।
